Природные антиоксиданты

Классификация антиоксидантов по механизму действия:

1. Антирадикальные ингибиторы — препараты, содержащие полифенолы и др.
2. Препараты антиоксидантов, которые разрушают пероксиды — серосодержащие соединения и др.
3. Препараты, связывающие катализаторы свободнорадикальных процессов — ионы металлов переменной валентности.
4. Лекарственные препараты, которые инактивируют синглетный кислород — витаминные препараты (токоферолы, каротиноиды и др.).

Антиоксиданты можно классифицировать по растворимости на две основные группы:

1. липофильные антиоксиданты;
2. гидрофильные антиоксиданты.

Другим критерием для  классификации антиоксидантов является место их образования и путь проникновения  в организм. С этой позиции их можно классифицировать на:

1. экзогенные антиоксиданты - поступающие в организм с пищей;
2. эндогенные антиоксиданты - синтезированные в организме и переносимые в место действия гуморальной системой.

По английскому фармацевтическому  справочнику антиоксиданты классифицируются на:

1. Истинные антиоксиданты, так называемые «антиоксигены», блокирующие цепные реакции путем их реагирования со свободными радикалами. Эти вещества неэффективны против оксидантов (окислителей);
2. Редуктаиты - вещества, которые легче поддаются окислению, чем то вещество, которое они должны защищать. Эффективны против окислителей;
3. Антиоксидантные синергисты, сами по себе обладающие низким антиоксидантным эффектом, но значительно повышающие эффект истинных антиоксидантов.

 

 

По  механизму действия антиоксиданты можно разделить на:

1. "мусорщиков" (scavenger of free radicals), которые очищают организм от всех свободных радикалов, чаще всего восстанавливая их до стабильных неактивных продуктов;
2. "ловушки" (trap of free radicals) - антиоксиданты, которые имеют сродство к какому-то определенному свободнорадикальному продукту (ловушки синглетного кислорода, гидроксил-радикала и т.д.). Ловушки часто используют для уточнения механизма свободнорадикальной реакции;
3. антиоксиданты, обрывающие цепи (chain breaking antioxidants) - вещества, молекулы которых более реакционноспособны, чем их радикалы. Чаще всего это фенолы, которые легко отдают свои электроны, превращая радикал, с которым они прореагировали, в молекулярный продукт, а сами при этом превращаются в слабый феноксил-радикал, который уже не способен участвовать в продолжении цепной реакции.

Антиокислительная система тканей представлена:

1. ферментными антиоксидантами: супероксиддисмутазой, каталазой, пероксидазами, глутатионредуктазой и восстановленным глутатионом;
2. макромолекулярными неферментативными компонентами: белком-переносчиком железа - трансферрином и другими белками сыворотки, способными связывать ионы железа - церулоплазмином, гаптоглобинами, гемопексином;
3. низкомолекулярными компонентами: женскими половыми гормонами, тироксином, флавоноидами, стероидными гормонами, витаминами А, Е, К, убихиноном, низкомолекулярными SH-соединениями и аскорбиновой кислотой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Общий механизм действия

 Ферментные антиоксиданты катализируют реакции, в которых активные формы кислорода и некоторые другие окислители восстанавливаются до стабильных и нетоксичных продуктов.

Супероксиддисмутаза и каталаза - важнейшие компоненты антиокислительной  системы всех клеток организма¹¹. Супероксиддисмутаза (СОД) катализирует реакцию дисмутации супероксидного аниона:

О₂^- + О₂^- + 2Н⁺ --> Н₂О₂ + О₂

Образующиеся в супероксиддисмутазной  реакции гидропероксид сам является сильнейшим окислителем. Однако, каталаза клетки, локализованная в пероксисомах, не позволяет накапливаться перекиси водорода:

Н₂О₂ --> 2Н₂О + О₂

Пара "супероксиддисмутаза и  каталаза" - это очень мощная антиокислительная  система, которая теоретически исключает  возможность протекания свободнорадикальных  реакций в коже. Однако, ряд факторов внешней среды, среди которых  основную роль играет УФ излучение, может  существенно снижать активность антиокислительных ферментов.

Глутатионпероксидаза - использует глютатион  для восстановления перекиси водорода и липидных гидроперекисей до нейтральных  и малотоксичных соединений.

H₂O₂ + 2GSH --> GSSG + 2H₂O 
-LOOH + 2GSH --> GSSG + -LOH + H₂O

Окисленный глютатион (GSSG) снова  восстанавливается глутатионредуктазой:

GSSG + НАДФН --> 2GSH - НАДФ+

Разрушая гидроперекиси липидов, глютатионпероксидаза регулирует тем  самым продукцию арахидоновой кислоты  и уменьшает воспаление. Для эффективной  работы глютатионпероксидазы необходим  селен, который входит в состав активного  центра фермента. Дефицит селена нарушает работу глютатионпероксидазы и других селенсодержащих ферментов. Источником селена является злаки, которые накапливают  селен, содержащийся в почве. В ряде стран (Китай, Новая Зеландия, Финляндия) почвы бедны селеном, поэтому  злаки, выращенные на них, так же содержат мало селена.

 

 

 

 

 

4. Примеры природных антиоксидантов
1. Альфа-токоферол (витамин Е) - жирорастворимый антиоксидант, расположенный в клеточной мембране. Содержится во всех злаках, в пророщенных зернах пшеницы и в растительных маслах, получаемых холодной выжимкой. По подсчетам ученых, только 20-40% алиментарного витамина Е усваивается организмом, поэтому рекомендуется принимать витамин Е дополнительно в качестве пищевой добавки. Альфа-токоферол содержит фенольное кольцо с системой сопряженных двойных связей, поэтому он легко отдает электрон свободным радикалам, восстанавливая их до стабильных продуктов. Феноксил-радикал, который при этом образуется, сам по себе достаточно стабилен и в продолжении цепи не участвует.
2. Аскорбиновая кислота (витамин С) является мощным восстановителем, который предохраняет от окисления целый ряд биологически активных веществ. Известна роль аскорбиновой кислоты в метаболизме железа в организме. Организм человека усваивает только двухвалентное железо (Fe²⁺), в то время как трехвалентное не только не усваивается, но и приносит много вреда, инициируя реакции перекисного окисления липидов. Восстановление Fe³⁺ в Fe²⁺ осуществляется аскорбиновой кислотой. Следует помнить, что в присутствии окислителей и особенно Fe³⁺ витамин С очень быстро разрушается, поэтому, включая его в рецептуру, необходимо проверить его стабильность в присутствии других ингредиентов. Некоторые производители предпочитают выпускать витамин С в закрытых ампулах, которые смешиваются с косметическим препаратом непосредственно перед употреблением.
3. Биофлавоноиды - большая группа полифенолов, которые содержатся в водных экстрактах различных растений. Некоторые биофлавоноиды действуют как ловушка гидроксил-радикала (катехин, эпикатехин, рутин). Другие (кверцетин) не снижают содержание гидроксила, зато ингибируют продукцию супероксиданион-радикала (СОД-подобная активность). Третьи (морин) не влияют ни на гидроксил, ни на супероксиданион-радикал, но, тем не менее, проявляют высокую антиоксидантную активность¹³.
4. Каротиноиды - красные и оранжевые растительные пигменты. Относятся к жирорастворимым антиоксидантам. Наиболее известен бета-каротин, который является предшественником витамина А. Все каротиноиды в той или иной степени являются ловушками синглетного кислорода. Каротиноиды содержатся в красных и оранжевых фруктах и овощах, а так же, соответственно, в их масляных экстрактах и некоторых маслах. Наиболее богато каротиноидами масло облепихи, шиповника, пальмовое масло.
5. Убихинон (коэнзим Q) - фенол, по химической структуре близок к токоферолам. Он содержится в митохондриях, где участвует в работе дыхательной цепи. Убихинон обладает высокой антиоксидантной активностью, причем его эффективность в пять раз выше, чем у витамина Е. Это весьма существенно для митохондрий, где идут активные окислительные процессы и постоянно образуются свободные формы кислорода¹⁴.
6. Глютатион содержит SH-группу и относится к тиоловым соединениям. Служит восстановителем в глютатионпероксидазной реакции. Необходим прежде всего для восстановления витамина С в активную форму. В условиях in vitro и в присутствии окислителей витамин С разрушается за считанные минуты. Однако, в клетке, где обязательно есть тиоловые соединения, даже ничтожные количества аскорбата будут эффективной защитой от окисления.

 

Антиоксидантная защита будет неполной и даст брешь, если в организме не будет хватать  минералов–антиоксидантов. Минералы–антиоксиданты дополняют и усиливают действие витаминов, рассматривать их по отдельности  имеет смысл только в статье, но никак не в рационе.

1. Селен – редкий и поэтому очень ценный антиоксидант. Он входит в каталитический центр фермента глутатионпероксидазы, обеспечивая защиту биологическим мембранам от повреждающего действия свободных радикалов. Справедливости ради следует сказать, что без селена, являющегося блокатором окислительно–восстановительных превращений некоторых металлов, другие антиоксиданты способствовали бы поддержанию свободнорадикальных процессов. Поэтому очень важно постоянное присутствие селена в организме.
2. Цинк входит в состав около ста ферментов в организме человека. Этот антиоксидант принимает участие в образовании новых клеток, способствует репарации ДНК и РНК, то есть сохраняет геном человека в целости и сохранности.
3. Медь выступает в роли антиоксиданта в качестве компонента множества ферментов, нормализующих клеточный обмен. Медь – компонент фермента супероксиддисмутазы, который эффективно противостоит воздействию свободных радикалов. Хронический недостаток этого антиоксиданта может привести к снижению сопротивляемости организма к инфекциям.
4. Хром принимает активное участие в обмене углеводов и жиров. Способствуя преобразованию глюкозы в гликоген (источник энергии), повышает выносливость и увеличивает резервные возможности организма.
5. Марганец – антиоксидант, участвующий в выработке важного фермента супероксиддисмутазы, оберегающего клетки от повреждения свободными радикалами. Этот антиоксидант также необходим для эффективного усвоения в организме вышеупомянутых витаминов С, Е, а также витаминов группы В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Перечень продуктов с наибольшим содержанием антиоксидантов

Вещества антиоксидантов содержатся в целом ряде привычных  для нас продуктов: овощах, фруктах, напитках и некоторых травах. Это – злаковые и бобовые культуры, финики, бананы, чеснок, виноград красных сортов, клюква, черника, брокколи, сухое красное вино, чай, кофе натуральный, шоколад, включая горячий, молочный чертополох, гинкго билоба, имбирь, золотой корень.

Так, одна-две чашки кофе в сутки обеспечивают человека нужной дозой антиоксидантов. Брокколи содержит самое большое количество витаминов группы «С» (вдвое больше, чем в цитрусовых) и не меньший объем витаминов группы «А» (примерно на одинаковом уровне с морковью).

Красные вина отлично способствуют поглощению свободных радикалов (естественно, при употреблении в умеренных  дозах) – для этого будет достаточна половина стакана вина, разведенного с водой. Черный чай содержит в  себе порядка 300 химических соединений, включая витамины, аминокислоты, минеральные  и дубильные вещества, белки. Шоколад  увеличивает антистрессовые процессы в организме, стимулирует нервную  систему.

Самые сильные антиоксиданты.

Данную группу антиоксидантов представляют фрукты и овощи, а также  их «производные», куда относятся соки, муссы, морсы. Самыми богатыми на антиоксиданты признаны асаи, мангостин, гранаты, смородина, рябина черноплодная, рябина обыкновенная, клюква, виноград, черника. Их отличительная особенность – кисло-сладкий или кисловатый вкус и красный, красновато-синий, синий цвета. Среди иных продуктов это чай (зеленый), вино красное и какао.

Классификация самых сильных  антиоксидантов из наиболее широко доступных в российских условиях:

• вишня – 670 антиокс. ед. на 100 г;
• красный виноград – 739 антиокс. ед. на 100 г;
• апельсины – 750 антиокс. ед. на 100 г;
• сливы – 949 антиокс. ед. на 100 г;
• малина – 1, 22 антиокс. ед. на 100 г;
• земляника – 1,54 антиокс. ед. на 100 г;
• ежевика – 2, 036 антиокс. ед. на 100 г;
• черника - 2,4 антиокс. ед. на 100 г;
• изюм – 2,83 антиокс. ед. на 100 г;
• чернослив – 5,77 антиокс. ед. на 100 г;
• баклажаны – 390 антиокс. ед. на 100 г;
• зерно – 400 антиокс. ед. на 100 г;
• лук – 450 антиокс. ед. на 100 г;
• перец красный – 710 антиокс. ед. на 100 г;
• свекла – 840 антиокс. ед. на 100 г;
• брокколи (соцветия) – 890 антиокс. ед. на 100 г;
• люцерна (ростки) – 930 антиокс. ед. на 100 г;
• капуста брюссельская – 980 антиокс. ед. на 100 г;
• шпинат – 1,26 антиокс. ед. на 100 г;
• капуста белокочанная – 1,77 антиокс. ед. на 100 г.

Заключение

Исключить появление свободных радикалов  в организме человека не возможно.

Свободнорадикальное окисление является одним из универсальных механизмов повреждения клеток, но вместе с  тем это и необходимый для  нормального функционирования клеток процесс.

Свободнорадикальные процессы участвуют в реакциях окислительного фосфорилирования, биосинтеза простагландинов  и нуклеиновых кислот, в регуляции  липолитической активности, в процессах  митоза, метаболизма катехоламинов.

И чтобы исключить повреждающие воздействие  свободных радикалов на мембрану клетки и его генетический материал необходимо поступление антиоксидантов из вне.